Listening faint noise of magma movement in silent nights

在寂静的夜晚聆听岩浆运动的微弱声音

• 批准号: 22K18728
• 负责人: 市原 美恵
• 金额: $ 3.99万
• 依托单位: The University of Tokyo
• 依托单位国家: 日本
• 项目类别: Grant-in-Aid for Challenging Research (Exploratory)
• 财政年份: 2022
• 资助国家: 日本
• 起止时间: 2022-06-30 至 2025-03-31
• 项目状态: 未结题
• 来源: https://kaken.nii.ac.jp/grant/KAKENHI-PROJECT-22K18728/
• 关键词: 火山噴火予測; 微動; 背景地震ノイズ; 火山観測; 火山; マグマ

本研究が対象とする火山性微動は，夜間の静寂時に背景ノイズレベルとして検出できる微弱なものである．この微動をSeismic Background Level (SBL)微動と呼ぶ．SBL微動が発見された霧島火山について，既存データの解析を進めた。SBL微動の振幅変化とスペクトル構造の変化，観測点間の振幅比を用いた位置の推定，多項目観測データとの比較を行い，結果を論文として発表した．また，火山性地震カタログをもとに教師データを作成し，機会学習により霧島浅部域での火山性地震の検出及び震源決定を実施した．同火山の地震観測網により取得された過去13年間の連続波形記録に適用し，その結果，手動検測により得られた既存の震源カタログに対して，約7倍の数の地震が検出された．また，2011年噴火前と2018年噴火前のSBL微動変化と多項目観測データを比較，整理した結果，火山の表面活動や地下数十kmの深部低周波地震活動，SBL微動の周波数構造などにおいて違いのあることが分かった．SBL微動は，マグマ性の流体供給の増加による熱水系内の振動であると考えているが，深部から地表にかけての流体の移動経路が二つの噴火で異なっていた可能性がある．今後のSBL微動解析を進めるためのデータ整理と予備的な解析にも着手した．霧島火山において九州大学が運用している稠密地震アレイ観測点の2018年のデータや，箱根火山において神奈川県温泉地学研究所が設置している各地震計のデータを，解析可能な形式に変換する作業を行った．また，それぞれのデータについて基礎的な振幅解析やノイズレベルの解析を行った．特に，新たに着手した箱根において，大涌谷など周囲に観光施設がある観測点で日中と夜間でノイズレベルが大きく変わること，丹沢山地の観測点では降雨のあとに河川の水流におけるノイズレベルが大きくなる特徴があることがわかった．

本研究对象的火山震动很弱，可以在安静的夜间时段作为背景噪音被检测到。这种微震称为地震背景级（SBL）微震。我们对发现 SBL 地震的雾岛火山的现有数据进行了分析。我们估计了SBL震颤的振幅和谱结构的变化，利用观测点之间的振幅比估计了它们的位置，并将其与多项观测数据进行了比较，并将结果发表在论文中。此外，我们还根据火山地震目录创建了训练数据，并利用机器学习来检测雾岛浅层地区的火山地震并确定其震中。将结果应用到火山地震观测网过去13年获得的连续波形记录中，检测到的地震数量约为现有人工检查震源目录的7倍．．另外，通过对比整理2011年和2018年火山喷发前的SBL震颤变化和多项观测数据，我们发现火山地表活动、地下数十公里深部低频地震活动、频率结构SBL震颤等我发现是有区别的。尽管SBL震颤被认为是由于岩浆供给量增加导致的热液系统内部的振动，但两次喷发中流体从深处到地表的运动路径可能不同。我们还开始了数据整理和初步分析，以用于未来的SBL微动分析。将九州大学雾岛火山密集地震台观测点的 2018 年数据和神奈川县温泉地质研究所安装在箱根火山的地震仪数据转换为可分析格式的工作已经完成。我们还对每个数据进行了基本的幅度分析和噪声水平分析。特别是在刚刚开始工作的箱根，我们发现大涌谷等周边有旅游设施的观测点的噪音水平昼夜变化较大，河水的噪音水平在降雨后丹泽山的观测点发现，有面积增大的特征。

项目成果

稠密地震観測に基づく霧島山西部地震活動の震源分布・発震機構の特徴

基于密集地震观测的雾岛山西部震中分布特征及地震活动震源机制

• 发表时间: 2022
• 作者: 鈴木陽太;松本聡;森亜津紗;渡辺卓司;高山竜之介;太佐駿吾;市原美恵
• 通讯作者: 市原美恵

箱根火山深部で発生した調和型微動のモデル化

箱根火山深处发生的谐波震动的模拟

• 发表时间: 2022
• 作者: 尾崎智紀;行竹洋平;市原美恵
• 通讯作者: 市原美恵

Deep low-frequency earthquake activity associated with the 2018 eruptions in the Kirishima volcanic complex, Japan

与 2018 年日本雾岛火山群喷发相关的深部低频地震活动

• DOI: 10.1186/s40623-022-01723-1
• 发表时间: 2022
• 作者: Kurihara Ryo;Kato Aitaro
• 通讯作者: Kato Aitaro

Permutation entropy variations in seismic noise before and after eruptive activity at Shinmoedake volcano, Kirishima complex, Japan

日本雾岛新茂岳火山喷发活动前后地震噪声的排列熵变化

• DOI: 10.1186/s40623-022-01729-9
• 发表时间: 2022
• 作者: Konstantinou K. I.;Rahmalia D. A.;Nurfitriana I.;Ichihara M.
• 通讯作者: Ichihara M.

Seismic background level (SBL) growth can reveal slowly developing long-term eruption precursors

地震背景水平（SBL）的增长可以揭示缓慢发展的长期喷发前兆

• DOI: 10.1038/s41598-023-32875-z
• 发表时间: 2023-04-12
• 影响因子: 4.6
• 作者: Ichihara, Mie;Ohminato, Takao;Konstantinou, Kostas I.;Yamakawa, Kazuya;Watanabe, Atsushi;Takeo, Minoru
• 通讯作者: Takeo, Minoru